光応答性ガス発生ポリマーを用いた3次元細胞組織の形状制御技術の構築

利用光响应产气聚合物构建三维细胞组织形状控制技术

基本信息

批准号：
22K14583
负责人：
上野秀貴
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、特定の波長の光を受光した際に、その体積の約10倍の窒素ガスを発生させる光応答性ガス発生ポリマー（LGP）を用いた、細胞に低負荷な細胞組織構築方法を提案する。具体的には、血管組織にみられる中空形状のような、意図した形状を有する細胞組織を構築することを目的としている。将来的な本技術の展開先として、薬剤スクリーニングなど人体外での利用のみでなく、再生医療など、人体内での利用も考慮しているので、本研究では人工物を含まない細胞組織の構築を目指す。実現方法として、半導体作製技術などの微細加工技術を用いて、光に反応して窒素ガスを生成するLGPを加工する。作製したLGPのマイクロ構造上に細胞を播種し、細胞がLGP構造と同様の形状となった後、窒素ガスによりLGP構造上からの細胞組織をリリースして回収する。研究項目は3つあり、①マイクロスケールの形状を有するLGP構造の加工方法の構築、②LGP構造上に細胞を接着培養するための適切なコーティングおよび培養条件の特定、③LGP構造上からの細胞組織の低負荷な回収と、回収した細胞組織の形状保持時間および代謝機能などの評価である。本年度は特に、①のマイクロスケールの形状を有するLGP構造の加工方法の構築において、10マイクロメートルから100マイクロメートル以下のLGP構造の作製とその加工精度の評価を行った。評価結果より、細胞組織の構築に十分と考えられる精度でLGP構造を作製できることを示した。

在这项研究中，我们提出了一种使用光反应性气体产生聚合物（LGP）在细胞上构建细胞组织的方法，该方法在接收特定波长的光线时会产生其体积约10倍的氮气。具体而言，目的是构建具有预期形状的细胞组织，例如在血管组织中看到的空心形状。作为这项技术的未来目的地，我们不仅考虑了外部使用，例如药物筛查，还考虑了内部使用，例如再生医学等，以及在人体内使用该技术，因此该研究旨在构建不含人造物质的细胞组织。作为一种实现方法，使用精细的加工技术（例如半导体制造技术）来处理LGP，该技术对光线反应并产生氮气。将细胞接种在制备的LGP的微观结构上，在细胞的形状与LGP结构相似后，LGP结构的细胞组织用氮气释放并收集。有三个研究项目：1）构建一种用显微镜形状处理LGP结构的方法，2）鉴定适当的涂层和培养条件，以识别LGP结构上细胞的粘附培养物，3）3）从LGP结构中恢复细胞组织的恢复减少，以及评估形状的保留时间和收集细胞组织的代谢功能。特别是，今年，我们开发了10至100微米的LGP结构，并评估了其在1中显示的LGP结构的加工精度。评估结果表明，LGP结构可以以精确的速度产生，这足以容纳细胞组织的构建。